JPH0745815B2 - エンジンの吸気制御装置 - Google Patents
エンジンの吸気制御装置Info
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- JPH0745815B2 JPH0745815B2 JP61097294A JP9729486A JPH0745815B2 JP H0745815 B2 JPH0745815 B2 JP H0745815B2 JP 61097294 A JP61097294 A JP 61097294A JP 9729486 A JP9729486 A JP 9729486A JP H0745815 B2 JPH0745815 B2 JP H0745815B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- intake
- timing
- engine
- opening
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/08—Modifying distribution valve timing for charging purposes
- F02B29/083—Cyclically operated valves disposed upstream of the cylinder intake valve, controlled by external means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸気制御装置に関するものであ
る。
る。
（従来技術） 従来から特にエンジンの充填効率の向上を目的として、
吸気の吸入開始時期をエンジン吸気行程に於ける上死点
（TDC）よりも所定時間遅くすることが行われている
（例えば特開昭55−107018号公報参照）。
吸気の吸入開始時期をエンジン吸気行程に於ける上死点
（TDC）よりも所定時間遅くすることが行われている
（例えば特開昭55−107018号公報参照）。
このような吸気の遅開けは、具体的には例えば機関の吸
気弁よりも吸気上流側の吸気通路中に、該機関の回転に
同期して回転して当該吸気通路を開閉するロータリバル
ブ等のタイミング弁を設け、該タイミング弁を上記吸気
弁の開時期より遅れて開かせることにより行われる。こ
のようにすると、吸気行程初期において機関の燃焼室と
上記タイミング弁との間と吸気通路中に通常の場合より
も大きな負圧が発生し、上記タイミング弁が開いた時
に、この大きな負圧波が上記タイミング弁よりもさらに
吸気上流側に設けられた圧力反転部において圧力反転
し、正圧波となってエンジン吸気ポート側に伝播し、吸
気行程最終期において吸気を燃焼室内に強制的に押し込
むように作用するようになる。その結果、吸気の充填効
率が向上する一方、エンジン燃焼室内には渦流、乱流が
形成されて高速燃焼が可能となり燃焼効率が高くなって
出力が向上する。
気弁よりも吸気上流側の吸気通路中に、該機関の回転に
同期して回転して当該吸気通路を開閉するロータリバル
ブ等のタイミング弁を設け、該タイミング弁を上記吸気
弁の開時期より遅れて開かせることにより行われる。こ
のようにすると、吸気行程初期において機関の燃焼室と
上記タイミング弁との間と吸気通路中に通常の場合より
も大きな負圧が発生し、上記タイミング弁が開いた時
に、この大きな負圧波が上記タイミング弁よりもさらに
吸気上流側に設けられた圧力反転部において圧力反転
し、正圧波となってエンジン吸気ポート側に伝播し、吸
気行程最終期において吸気を燃焼室内に強制的に押し込
むように作用するようになる。その結果、吸気の充填効
率が向上する一方、エンジン燃焼室内には渦流、乱流が
形成されて高速燃焼が可能となり燃焼効率が高くなって
出力が向上する。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような吸気の遅開けによる過給効果並び
に燃焼改善効果を充分に得る為には、上記吸気弁閉時点
付近（吸気行程後半）の当該吸気弁の有効吸気領域（弁
リフト量を含む開弁面積×時間）が大きいことが必要で
あり、そのためには吸気弁の閉弁時期をある程度遅らせ
ることが必要となる。ところが、例えばディーゼルエン
ジンなどでは早期に圧縮行程を開始させて吸気の圧縮温
度を確保するために、上記吸気弁の閉時期が相当に早く
設定されているのが一般的であるが、これに反して、上
述のような吸気遅開け作用による過給効果及び燃焼効率
向上の効果をより向上させるために当該吸気弁の閉時期
を遅らせようとすると、今度は吸気の圧縮温度が低下し
てエンジン自体の始動性や燃焼安定性（特に冷間時の）
を悪化させる問題がある。
に燃焼改善効果を充分に得る為には、上記吸気弁閉時点
付近（吸気行程後半）の当該吸気弁の有効吸気領域（弁
リフト量を含む開弁面積×時間）が大きいことが必要で
あり、そのためには吸気弁の閉弁時期をある程度遅らせ
ることが必要となる。ところが、例えばディーゼルエン
ジンなどでは早期に圧縮行程を開始させて吸気の圧縮温
度を確保するために、上記吸気弁の閉時期が相当に早く
設定されているのが一般的であるが、これに反して、上
述のような吸気遅開け作用による過給効果及び燃焼効率
向上の効果をより向上させるために当該吸気弁の閉時期
を遅らせようとすると、今度は吸気の圧縮温度が低下し
てエンジン自体の始動性や燃焼安定性（特に冷間時の）
を悪化させる問題がある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたもので、吸気弁の閉時期をピストン下死点よりも所
定時期遅く設定する一方、吸気弁よりも吸気上流側の吸
気通路に当該吸気通路を開閉するタイミングバルブを設
け、所定の運転領域において該タイミングバルブの開閉
時期を上記吸気弁の開閉時期よりも遅くしてなるエンジ
ンにおいて、エンジンの始動時又は冷間時には、上記タ
イミングバルブの閉時期が、上記ピストンの下死点と上
記吸気弁の閉時期との間になるように制御するタイミン
グバルブ開閉時期制御手段を設けてなるものである。
れたもので、吸気弁の閉時期をピストン下死点よりも所
定時期遅く設定する一方、吸気弁よりも吸気上流側の吸
気通路に当該吸気通路を開閉するタイミングバルブを設
け、所定の運転領域において該タイミングバルブの開閉
時期を上記吸気弁の開閉時期よりも遅くしてなるエンジ
ンにおいて、エンジンの始動時又は冷間時には、上記タ
イミングバルブの閉時期が、上記ピストンの下死点と上
記吸気弁の閉時期との間になるように制御するタイミン
グバルブ開閉時期制御手段を設けてなるものである。
（作 用） 上記の手段によると、機関の吸気弁よりも吸気上流側の
吸気通路に、例えば機関の回転に同期して回転して当該
吸気通路を開閉するロータリバルブ等のタイミングバル
ブが設けられていて、該タイミングバルブを例えば吸気
行程初期等の所定の運転領域においては上記吸気弁の閉
時期よりも遅れて開かせるようになっているので、同領
域で機関の燃焼室と上記タイミングバルブとの間の吸気
通路中に通常の場合よりも大きな負圧が発生し、上記タ
イミングバルブが開いた時に、この大きな負圧液波が上
記タイミングバルブよりもさらに吸気上流側に設けられ
た圧力反転部等において圧力反転した後、正圧波となっ
てエンジン吸気ポート側に伝播し、吸気行程最終期にお
いて吸気を燃焼室内に強制的に押し込むように作用す
る。したがって、上記エンジンの所定の運転領域におい
て吸気遅開けによる過給効果と燃焼改善効果を得ること
ができるようになる。
吸気通路に、例えば機関の回転に同期して回転して当該
吸気通路を開閉するロータリバルブ等のタイミングバル
ブが設けられていて、該タイミングバルブを例えば吸気
行程初期等の所定の運転領域においては上記吸気弁の閉
時期よりも遅れて開かせるようになっているので、同領
域で機関の燃焼室と上記タイミングバルブとの間の吸気
通路中に通常の場合よりも大きな負圧が発生し、上記タ
イミングバルブが開いた時に、この大きな負圧液波が上
記タイミングバルブよりもさらに吸気上流側に設けられ
た圧力反転部等において圧力反転した後、正圧波となっ
てエンジン吸気ポート側に伝播し、吸気行程最終期にお
いて吸気を燃焼室内に強制的に押し込むように作用す
る。したがって、上記エンジンの所定の運転領域におい
て吸気遅開けによる過給効果と燃焼改善効果を得ること
ができるようになる。
一方、エンジンの始動時や冷間時等の運転領域では、上
記吸気制御弁として機能するタイミングバルブがピスト
ンの下死点よりも遅く、上記吸気弁の閉時期よりも早く
閉弁するように制御されるから、通常運転時よりも有効
圧縮行程を長くとることができ、それによって吸気の圧
縮温度を充分に確保することができるようになる。
記吸気制御弁として機能するタイミングバルブがピスト
ンの下死点よりも遅く、上記吸気弁の閉時期よりも早く
閉弁するように制御されるから、通常運転時よりも有効
圧縮行程を長くとることができ、それによって吸気の圧
縮温度を充分に確保することができるようになる。
従って、吸気遅開けによる出力向上の効果を得て、なお
かつ、始動性の良さあるいは冷間等の燃焼安定性をも併
せて実現することができる。
かつ、始動性の良さあるいは冷間等の燃焼安定性をも併
せて実現することができる。
（実施例） 以下、第１図ないし第６図を参照して本発明の実施例を
説明する。
説明する。
第１図及び第２図には本発明の実施例に係る自動車用４
気筒４サイクルガソリンエンジンＥが示されており、先
ず第２図中符号１はシリンダブロック、２はシリンダヘ
ッドであり、該シリンダブロック１とシリンダヘッド２
との間には第１図のように４個の気筒20A,20B,20C,20D
が横列状態に配設されている。シリンダヘッド２にはそ
れぞれ燃焼室18に連通する空気通路３並びに排気通路４
が各々形成されている。この吸気通路３の上流燃焼室18
に臨む吸気ポート16は吸気弁５により、また排気通路４
の上記燃焼室18に臨む排気ポート17は排気弁（図示省
略）によりそれぞれ開閉されるようになっている。又、
第１図中の符号８はフューエルインジェクターである。
気筒４サイクルガソリンエンジンＥが示されており、先
ず第２図中符号１はシリンダブロック、２はシリンダヘ
ッドであり、該シリンダブロック１とシリンダヘッド２
との間には第１図のように４個の気筒20A,20B,20C,20D
が横列状態に配設されている。シリンダヘッド２にはそ
れぞれ燃焼室18に連通する空気通路３並びに排気通路４
が各々形成されている。この吸気通路３の上流燃焼室18
に臨む吸気ポート16は吸気弁５により、また排気通路４
の上記燃焼室18に臨む排気ポート17は排気弁（図示省
略）によりそれぞれ開閉されるようになっている。又、
第１図中の符号８はフューエルインジェクターである。
上記各気筒20A,20B・・の上記各吸気通路3,3・・の外方
端部には吸気マニホールド７が接続されている。この吸
気マニホールド７は、上記各気筒20A,20B・・に対して
それぞれ分岐する４本の分岐通路部14,14・・と、これ
ら各々分岐通路部14,14・・を合流させてなる円筒状の
集合通路部13と、該集合通路部13の吸気上流側に接続さ
れた主通路部15との３つの部分で構成されている。そし
て、主通路部15は、その吸気最上流端にエアクリーナ23
とエアフローメータ22を、また下流端近くにはスロット
ルバルブ25をそれぞれ設けるとともに、上記エアフロー
メータ22とスロットルバルブ25との中間位置には適宜容
積をもつ圧力反転部21を付設している。従って、すでに
従来技術の項で説明した吸気負圧による圧力波は、この
圧力反転部21と上記各気筒20A,20B・・の吸気ポート16,
16・・との間で伝播し、前述したような吸気過給作用を
発揮する。
端部には吸気マニホールド７が接続されている。この吸
気マニホールド７は、上記各気筒20A,20B・・に対して
それぞれ分岐する４本の分岐通路部14,14・・と、これ
ら各々分岐通路部14,14・・を合流させてなる円筒状の
集合通路部13と、該集合通路部13の吸気上流側に接続さ
れた主通路部15との３つの部分で構成されている。そし
て、主通路部15は、その吸気最上流端にエアクリーナ23
とエアフローメータ22を、また下流端近くにはスロット
ルバルブ25をそれぞれ設けるとともに、上記エアフロー
メータ22とスロットルバルブ25との中間位置には適宜容
積をもつ圧力反転部21を付設している。従って、すでに
従来技術の項で説明した吸気負圧による圧力波は、この
圧力反転部21と上記各気筒20A,20B・・の吸気ポート16,
16・・との間で伝播し、前述したような吸気過給作用を
発揮する。
さらに、上記吸気マニホールド７の上記集合通路部13の
内部には、円筒体で構成され且つ後に詳しく述べるよう
にエンジン回転に同期して回転せしめられるロータリバ
ルブ10（特許請求の範囲中のタイミングバルブに該当す
る）が嵌装されている。このロータリバルブ10は、例え
ば第１図に示すように４つの分弁部10A,10B,10C,10Dを
備え、上述のようにエンジンの回転に同期して開閉する
これらの分弁部10A,10B,10C,10Dの作用により上記各気
筒20A,20B・・の上記各分岐通路部14,14・・を順次選択
的に主通路部15側に接続させるものである。そして、そ
のために当該各分岐通路部14,14・・の上記集合通路部1
3側の開口端14a,14a・・に対応する位置には、それぞれ
所定の開口面積を有する矩形状のポート11,11・・が形
成されている。従って、ロータリバルブ10の上記各分弁
部10A,10B,10C,10Dはその開弁時には、上記該ロータリ
バルブ10の回動に伴って当該ポート11,11・・が上記分
岐通路部14,14・・に対応して開口することになる。
内部には、円筒体で構成され且つ後に詳しく述べるよう
にエンジン回転に同期して回転せしめられるロータリバ
ルブ10（特許請求の範囲中のタイミングバルブに該当す
る）が嵌装されている。このロータリバルブ10は、例え
ば第１図に示すように４つの分弁部10A,10B,10C,10Dを
備え、上述のようにエンジンの回転に同期して開閉する
これらの分弁部10A,10B,10C,10Dの作用により上記各気
筒20A,20B・・の上記各分岐通路部14,14・・を順次選択
的に主通路部15側に接続させるものである。そして、そ
のために当該各分岐通路部14,14・・の上記集合通路部1
3側の開口端14a,14a・・に対応する位置には、それぞれ
所定の開口面積を有する矩形状のポート11,11・・が形
成されている。従って、ロータリバルブ10の上記各分弁
部10A,10B,10C,10Dはその開弁時には、上記該ロータリ
バルブ10の回動に伴って当該ポート11,11・・が上記分
岐通路部14,14・・に対応して開口することになる。
一方、符号30は、上記スロットルバルブ25直後の主通路
部15と上記各分岐通路部14,14・・とを相互に連通せし
めるバイパス通路であり、該バイパス通路30下流の上記
各分岐通路部14,14・・との連通部には、バイパス制御
弁31,31・・が同軸上に設けられている。これらバイパ
ス制御弁31,31・・は、バイパスアクチュエータ32によ
ってその開閉状態が制御される。このバイパスアクチュ
エータ32は、後述するようにエンジンコントロールユニ
ット40のコントロール信号により作動し、エンジン回転
数および負荷量が所定値以上となった時（例えば高負荷
領域）には、上記バイパス制御弁31,31・・を開きロー
タリバルブ10をバイパスして吸気量を応答性良く増大さ
せるように作用する。
部15と上記各分岐通路部14,14・・とを相互に連通せし
めるバイパス通路であり、該バイパス通路30下流の上記
各分岐通路部14,14・・との連通部には、バイパス制御
弁31,31・・が同軸上に設けられている。これらバイパ
ス制御弁31,31・・は、バイパスアクチュエータ32によ
ってその開閉状態が制御される。このバイパスアクチュ
エータ32は、後述するようにエンジンコントロールユニ
ット40のコントロール信号により作動し、エンジン回転
数および負荷量が所定値以上となった時（例えば高負荷
領域）には、上記バイパス制御弁31,31・・を開きロー
タリバルブ10をバイパスして吸気量を応答性良く増大さ
せるように作用する。
一方、第１図に示すように、上記ロータリバルブ10の回
転軸10aは、後に詳述するロータリバルブ進角装置（特
許請求の範囲中のタイミングバルブ開閉時期制御手段に
該当する）34を介してプーリ軸35に連結されている。プ
ーリ軸35は被駆動プーリ39、ベルト19及び駆動プーリ45
を介してエンジンのクランク軸26と同期して回転するよ
うにされている。ロータリバルブ進角装置34は、プーリ
軸35の端部に取付けられた第１のヘリカルギヤ37と、上
記ロータリバルブ10の回転軸10aの端部に取付けられた
第２のヘリカルギヤ36と、両ヘリカルギヤ37,36に噛合
する調整駒46とを備えて形成されている。調整駒46は第
１のヘリカルギヤ37及び第２のヘリカルギヤ36との噛合
位置をロータリバルブ10の回転軸方向に任意に変更でき
るようになっており、調整駒46が上記回転軸方向に移動
して噛合位置が変化するとヘリカルギヤ37,36間の相対
回転位置が変わり、これによって、ロータリバルブ10の
開閉タイミングが変化するようになっている。そして、
該調整駒46の軸方向の位置を調整するために調整アクチ
ュエータ43が設けられており、この調整アクチュエータ
43は、マイコンを組み込んで構成されたエンジンコント
ロールユニット40からの制御信号によって作動するよう
になっている。エンジンコントロールユニット40には、
エンジン回転数検出手段42のエンジン回転数検出信号が
入力されるようになっており、該エンジンコントロール
ユニット40は、このエンジン回転数検出信号に応じたロ
ータリバルブ進角量を決定し、上記調整アクチュエータ
43を介してロータリバルブ進角装置34を駆動する。ま
た、エンジンコントロールユニット40にはエンジン負荷
検出手段41の検出信号も入力されるようになっており、
該エンジンコントロールユニット40は、当該エンジン回
転数及びエンジン負荷の値に応じ、上記バイパス制御弁
31,31・・のバイパスアクチュエータ32に対して上記の
ように所定運転領域でバイパス制御弁31,31・・を開く
命令信号を出力するようになっている。さらに、またエ
ンジンコントロールユニット40には、水温検出手段44に
よって検出されたエンジン冷却水温の検出値も入力され
るようになっており、エンジンコントロールユニット40
は、当該冷却水温の値を基にしてエンジン冷間状態の判
断をも行ない、後述するように上記ロータリバルブ10の
制御を行う。
転軸10aは、後に詳述するロータリバルブ進角装置（特
許請求の範囲中のタイミングバルブ開閉時期制御手段に
該当する）34を介してプーリ軸35に連結されている。プ
ーリ軸35は被駆動プーリ39、ベルト19及び駆動プーリ45
を介してエンジンのクランク軸26と同期して回転するよ
うにされている。ロータリバルブ進角装置34は、プーリ
軸35の端部に取付けられた第１のヘリカルギヤ37と、上
記ロータリバルブ10の回転軸10aの端部に取付けられた
第２のヘリカルギヤ36と、両ヘリカルギヤ37,36に噛合
する調整駒46とを備えて形成されている。調整駒46は第
１のヘリカルギヤ37及び第２のヘリカルギヤ36との噛合
位置をロータリバルブ10の回転軸方向に任意に変更でき
るようになっており、調整駒46が上記回転軸方向に移動
して噛合位置が変化するとヘリカルギヤ37,36間の相対
回転位置が変わり、これによって、ロータリバルブ10の
開閉タイミングが変化するようになっている。そして、
該調整駒46の軸方向の位置を調整するために調整アクチ
ュエータ43が設けられており、この調整アクチュエータ
43は、マイコンを組み込んで構成されたエンジンコント
ロールユニット40からの制御信号によって作動するよう
になっている。エンジンコントロールユニット40には、
エンジン回転数検出手段42のエンジン回転数検出信号が
入力されるようになっており、該エンジンコントロール
ユニット40は、このエンジン回転数検出信号に応じたロ
ータリバルブ進角量を決定し、上記調整アクチュエータ
43を介してロータリバルブ進角装置34を駆動する。ま
た、エンジンコントロールユニット40にはエンジン負荷
検出手段41の検出信号も入力されるようになっており、
該エンジンコントロールユニット40は、当該エンジン回
転数及びエンジン負荷の値に応じ、上記バイパス制御弁
31,31・・のバイパスアクチュエータ32に対して上記の
ように所定運転領域でバイパス制御弁31,31・・を開く
命令信号を出力するようになっている。さらに、またエ
ンジンコントロールユニット40には、水温検出手段44に
よって検出されたエンジン冷却水温の検出値も入力され
るようになっており、エンジンコントロールユニット40
は、当該冷却水温の値を基にしてエンジン冷間状態の判
断をも行ない、後述するように上記ロータリバルブ10の
制御を行う。
ここで、第５図を参照して図示実施例における吸気弁５
の開閉タイミングとロータリバルブ10の開閉タイミング
の基本的関係について説明しておくと、この実施例では
吸気弁５は、第５図に曲線Ｓで示すように、ピストン上
死点（TDC）より所定クランク角度早い時期θＳから開
始し始め、ピストン下死点（BDC）より所定クランク角
度遅い時期θＳ′に閉弁する。
の開閉タイミングとロータリバルブ10の開閉タイミング
の基本的関係について説明しておくと、この実施例では
吸気弁５は、第５図に曲線Ｓで示すように、ピストン上
死点（TDC）より所定クランク角度早い時期θＳから開
始し始め、ピストン下死点（BDC）より所定クランク角
度遅い時期θＳ′に閉弁する。
これに対してロータリバルブ10は、上記ロータリバルブ
進角装置34の作用によってその開閉時期が変動する（た
とえば第５図において曲線A,B,Cで示すように）が、い
づれの場合もその開弁時期（θＲ）は一定である。
進角装置34の作用によってその開閉時期が変動する（た
とえば第５図において曲線A,B,Cで示すように）が、い
づれの場合もその開弁時期（θＲ）は一定である。
すなわち、ロータリバルブ10が曲線Ａで示すように開閉
弁制御されるときは、同ロータリバルブ10は吸気弁開弁
時期θＳよりも所定時間だけ遅い（TDCよりも遅い）θ
Ａにおいて開弁を開始し、それよりθＲだけ遅い時期
（吸気弁閉弁時期θＳ′よりも遅い時期）θＡ′に閉弁
する。これと同様に、ロータリバルブ10が曲線Ｂで示す
ように開閉弁制御されるときは、同ロータリバルブ10は
第５図中のθＢ（吸気弁開弁時期θＳより早い時期）で
開弁を開始し、θＢ′（吸気弁閉弁時期θＳ′よりも早
い時期）に閉弁する。これに対してロータリバルブ10が
曲線Ｃで示すように開閉弁制御されるときは、同ロータ
リバルブ10は吸気弁５とほぼ同時に開弁（θｃ）および
閉弁（θｃ′）する。
弁制御されるときは、同ロータリバルブ10は吸気弁開弁
時期θＳよりも所定時間だけ遅い（TDCよりも遅い）θ
Ａにおいて開弁を開始し、それよりθＲだけ遅い時期
（吸気弁閉弁時期θＳ′よりも遅い時期）θＡ′に閉弁
する。これと同様に、ロータリバルブ10が曲線Ｂで示す
ように開閉弁制御されるときは、同ロータリバルブ10は
第５図中のθＢ（吸気弁開弁時期θＳより早い時期）で
開弁を開始し、θＢ′（吸気弁閉弁時期θＳ′よりも早
い時期）に閉弁する。これに対してロータリバルブ10が
曲線Ｃで示すように開閉弁制御されるときは、同ロータ
リバルブ10は吸気弁５とほぼ同時に開弁（θｃ）および
閉弁（θｃ′）する。
このようにロータリバルブ10はその進角装置34の制御に
したがって開閉弁時期が変化するのであるが、本明細書
ではこのロータリバルブの開閉弁時期の変化を進角と称
し、その変化量を進角値Δθ（進み側のときはプラス、
遅れ側のときはマイナスとなる）と称している。図示の
実施例では、たとえばTDCを基準とし、それからロータ
リバルブ10の開弁開始時期までのクランク角をもって進
角値Δθとしている（曲線Ａの場合の進角値はΔθ＝Δ
θＡ）。
したがって開閉弁時期が変化するのであるが、本明細書
ではこのロータリバルブの開閉弁時期の変化を進角と称
し、その変化量を進角値Δθ（進み側のときはプラス、
遅れ側のときはマイナスとなる）と称している。図示の
実施例では、たとえばTDCを基準とし、それからロータ
リバルブ10の開弁開始時期までのクランク角をもって進
角値Δθとしている（曲線Ａの場合の進角値はΔθ＝Δ
θＡ）。
次に、上記エンジンコントロールユニット40によるロー
タリバルブ10の制御動作について第３図のフローチャー
トを参照して説明する。
タリバルブ10の制御動作について第３図のフローチャー
トを参照して説明する。
先ずステップS1で、上記エンジンの冷却水温度TW、エン
ジン負荷量α、エンジン回転数Ｎをそれぞれ入力する。
次に、ステップS2に進み、上記ステップS1で入力したエ
ンジン冷却水温TWが暖機完了を示す所定の設定温度TWO
以上になっているか否かを判定し、YES（暖機完了）状
態の場合にはさらにステップS3に進んで上記ステップS1
で入力したエンジン負荷αおよびエンジン回転数Ｎに応
じて第４図の領域を特定し、さらに該領域に対応して第
５図中の曲線Ａに示すように上記ロータリバルブ10の進
角値Δθ（ΔθＡ）を設定する。
ジン負荷量α、エンジン回転数Ｎをそれぞれ入力する。
次に、ステップS2に進み、上記ステップS1で入力したエ
ンジン冷却水温TWが暖機完了を示す所定の設定温度TWO
以上になっているか否かを判定し、YES（暖機完了）状
態の場合にはさらにステップS3に進んで上記ステップS1
で入力したエンジン負荷αおよびエンジン回転数Ｎに応
じて第４図の領域を特定し、さらに該領域に対応して第
５図中の曲線Ａに示すように上記ロータリバルブ10の進
角値Δθ（ΔθＡ）を設定する。
一方、上記ステップS2での判定結果がNO、すなわちエン
ジン冷間状態（始動時、暖機時）の場合には、ステップ
S5に移り、上記ロータリバルブ10の開閉タイミングを第
５図中の曲線Ｂに示すように同ロータリバルブ10開弁時
期θＢ′が吸気弁５の閉弁時期θＳ′よりも下死点（BD
C）側になるようにその進角値Δθ（＝ΔθＢ）に設定
した上でステップS4に進む。
ジン冷間状態（始動時、暖機時）の場合には、ステップ
S5に移り、上記ロータリバルブ10の開閉タイミングを第
５図中の曲線Ｂに示すように同ロータリバルブ10開弁時
期θＢ′が吸気弁５の閉弁時期θＳ′よりも下死点（BD
C）側になるようにその進角値Δθ（＝ΔθＢ）に設定
した上でステップS4に進む。
ステップS4では上記ステップS3またはS5で設定された進
角値ΔθA,ΔθＢに応じて上記ロータリバルブ10のバル
ブ進角装置34を調整アクチュエータ43により作動させて
該ロータリバルブ10の開閉弁タイミングを決定し、該決
定値で開、閉弁を行う。なお、第５図中の曲線Ｃは吸気
の遅開けを行わない領域でのロータリバルブの動作タイ
ミングを示している。
角値ΔθA,ΔθＢに応じて上記ロータリバルブ10のバル
ブ進角装置34を調整アクチュエータ43により作動させて
該ロータリバルブ10の開閉弁タイミングを決定し、該決
定値で開、閉弁を行う。なお、第５図中の曲線Ｃは吸気
の遅開けを行わない領域でのロータリバルブの動作タイ
ミングを示している。
第５図中の曲線Ａで示すようにロータリバルブ10の開、
閉弁を制御した場合は、実線の吸気の吸入は吸気弁５の
開弁時期より所定時間だけ遅れて開始され、それによっ
て発生した負圧波が圧力反転部21で反転して正圧波とな
り、吸気行程の最終段階で吸気を燃焼室内へ押込む作用
（過給作用）をするとともに、当該吸気の乱流化、渦流
化により燃焼速度力が高められて燃焼効率を向上させる
作用をする。
閉弁を制御した場合は、実線の吸気の吸入は吸気弁５の
開弁時期より所定時間だけ遅れて開始され、それによっ
て発生した負圧波が圧力反転部21で反転して正圧波とな
り、吸気行程の最終段階で吸気を燃焼室内へ押込む作用
（過給作用）をするとともに、当該吸気の乱流化、渦流
化により燃焼速度力が高められて燃焼効率を向上させる
作用をする。
一方、第５図中の曲線Ｂで示すようにロータリバルブ10
の開、閉を制御した場合は、実際の吸気の吸入は吸気弁
５の開弁（θＳ）とともに開始されるが、吸気行程の実
質的終期はロータリバルブ10が閉じるθＢ′（吸気弁５
の閉時期θＳ′より早い）となる。すなわち、この場合
はそれだけ実質的に圧縮行程の開始時期が早められるこ
ととなり、吸気の圧縮温度上昇に寄与することになる。
エンジンの始動時や暖機時（冷間時）は吸気の圧縮温度
も低く始動困難となったり燃焼状態が不安定となったり
することが多いが、上記の如き実質的な吸気行程の早期
終了（圧縮行程の早期開始）はこれらの始動性や燃焼安
定性の改善に寄与するところが大である。
の開、閉を制御した場合は、実際の吸気の吸入は吸気弁
５の開弁（θＳ）とともに開始されるが、吸気行程の実
質的終期はロータリバルブ10が閉じるθＢ′（吸気弁５
の閉時期θＳ′より早い）となる。すなわち、この場合
はそれだけ実質的に圧縮行程の開始時期が早められるこ
ととなり、吸気の圧縮温度上昇に寄与することになる。
エンジンの始動時や暖機時（冷間時）は吸気の圧縮温度
も低く始動困難となったり燃焼状態が不安定となったり
することが多いが、上記の如き実質的な吸気行程の早期
終了（圧縮行程の早期開始）はこれらの始動性や燃焼安
定性の改善に寄与するところが大である。
さらに、このようにロータリバルブ10を利用して吸気行
程の終期を制御することが可能になれば、圧縮行程初期
における吸気漏れを顧慮することなく吸気弁５の開弁角
を大きくしたり、バルブリフト量を大きくしたりするこ
とができるので、吸気遅開け制御による低速高負荷領域
での吸気充填効率や燃焼効率の向上効果をさらに一層顕
著なものとすることができる。
程の終期を制御することが可能になれば、圧縮行程初期
における吸気漏れを顧慮することなく吸気弁５の開弁角
を大きくしたり、バルブリフト量を大きくしたりするこ
とができるので、吸気遅開け制御による低速高負荷領域
での吸気充填効率や燃焼効率の向上効果をさらに一層顕
著なものとすることができる。
（発明の効果） 本発明は、以上に説明したように、吸気弁の閉時期をピ
ストン下死点よりも所定時期遅く設定する一方、吸気弁
よりも吸気上流側の吸気通路に当該吸気通路を開閉する
タイミングバルブを設け、所定の運転領域において該タ
イミングバルブの開閉時期を上記吸気弁の開閉時期より
も遅くしてなるエンジンにおいて、エンジンの始動時又
は冷間時には、上記タイミングバルブの閉時期が、上記
ピストンの下死点と上記吸気弁の閉時期との間になるよ
うに制御するタイミングバルブ開閉時期制御手段を設け
たことを特徴とするものである。
ストン下死点よりも所定時期遅く設定する一方、吸気弁
よりも吸気上流側の吸気通路に当該吸気通路を開閉する
タイミングバルブを設け、所定の運転領域において該タ
イミングバルブの開閉時期を上記吸気弁の開閉時期より
も遅くしてなるエンジンにおいて、エンジンの始動時又
は冷間時には、上記タイミングバルブの閉時期が、上記
ピストンの下死点と上記吸気弁の閉時期との間になるよ
うに制御するタイミングバルブ開閉時期制御手段を設け
たことを特徴とするものである。
従って、本発明によると、機関の吸気弁よりも吸気上流
側の吸気通路に、例えば機関の回転に同期して回転して
当該吸気通路を開閉するロータリバルブ等のタイミング
バルブが設けられていて、該タイミングバルブを例えば
吸気行程初期等の所定の運転領域においては上記吸気弁
の開時期よりも遅れて開かせるようになっているので、
同領域で機関の燃焼室と上記タイミングバルブとの間の
吸気通路中の通常の場合よりも大きな負圧が発生し、上
記タイミングバルブが開いた時に、この大きな負圧波が
上記タイミングバルブよりもさらに吸気上流側に設けら
れた圧力反転部等において圧力反転した後、正圧波とな
ってエンジン吸気ポート側に伝播し、吸気行程最終期に
おいて吸気を燃焼室内に強制的に押し込むように作用す
る。したがって、上記エンジンの所定の運転領域におい
て吸気遅開けによる過給効果と燃焼改善効果を得ること
ができるようになる。
側の吸気通路に、例えば機関の回転に同期して回転して
当該吸気通路を開閉するロータリバルブ等のタイミング
バルブが設けられていて、該タイミングバルブを例えば
吸気行程初期等の所定の運転領域においては上記吸気弁
の開時期よりも遅れて開かせるようになっているので、
同領域で機関の燃焼室と上記タイミングバルブとの間の
吸気通路中の通常の場合よりも大きな負圧が発生し、上
記タイミングバルブが開いた時に、この大きな負圧波が
上記タイミングバルブよりもさらに吸気上流側に設けら
れた圧力反転部等において圧力反転した後、正圧波とな
ってエンジン吸気ポート側に伝播し、吸気行程最終期に
おいて吸気を燃焼室内に強制的に押し込むように作用す
る。したがって、上記エンジンの所定の運転領域におい
て吸気遅開けによる過給効果と燃焼改善効果を得ること
ができるようになる。
一方、エンジンの始動時や冷間時等の運転領域では、上
記吸気制御弁として機能するタイミングバルブがピスト
ンの下死点よりも遅く、上記吸気弁の閉時期よりも早く
閉弁するように制御されるから、通常運転時よりも有効
圧縮行程を長くとることができ、それによって吸気の圧
縮温度を充分に確保することができるようになる。
記吸気制御弁として機能するタイミングバルブがピスト
ンの下死点よりも遅く、上記吸気弁の閉時期よりも早く
閉弁するように制御されるから、通常運転時よりも有効
圧縮行程を長くとることができ、それによって吸気の圧
縮温度を充分に確保することができるようになる。
従って、吸気遅開けによる出力向上の効果を得て、なお
かつ、始動性の良さあるいは冷間時の燃焼安定性をも併
せて実現することができる。
かつ、始動性の良さあるいは冷間時の燃焼安定性をも併
せて実現することができる。
なお、本発明の上記のような効果は、吸気の圧縮温度の
高低によって着火性や燃焼安定性が影響される度合の大
きいディーゼルエンジンにおいて特に有利に作用するも
のである。
高低によって着火性や燃焼安定性が影響される度合の大
きいディーゼルエンジンにおいて特に有利に作用するも
のである。
第１図は、本発明の実施例に係るエンジンの吸気制御装
置を示すシステム概略図、第２図は、同システムにおけ
るエンジン部分の縦断面図、第３図は、上記システムの
制御動作を示すフローチャート、第４図は、上記実施例
装置の制御領域を示すマップ図、第５図は、上記実施例
装置の吸気弁とロータリバルブのバルブ開閉特性図であ
る。 Ｅ……エンジン ３……吸気通路 ５……吸気弁 10……ロータリバルブ 11……ポート 13……集合通路部 14……分岐通路部 15……主通路部 18……燃焼室 20A〜20D……気筒 26……クランク軸 34……バルブ進角装置 40……エンジンコントロールユニット 43……調整アクチュエータ 44……水温検出手段
置を示すシステム概略図、第２図は、同システムにおけ
るエンジン部分の縦断面図、第３図は、上記システムの
制御動作を示すフローチャート、第４図は、上記実施例
装置の制御領域を示すマップ図、第５図は、上記実施例
装置の吸気弁とロータリバルブのバルブ開閉特性図であ
る。 Ｅ……エンジン ３……吸気通路 ５……吸気弁 10……ロータリバルブ 11……ポート 13……集合通路部 14……分岐通路部 15……主通路部 18……燃焼室 20A〜20D……気筒 26……クランク軸 34……バルブ進角装置 40……エンジンコントロールユニット 43……調整アクチュエータ 44……水温検出手段
Claims (1)
- 【請求項１】吸気弁の閉時期をピストン下死点よりも所
定時期遅く設定する一方、吸気弁よりも吸気上流側の吸
気通路に当該吸気通路を開閉するタイミングバルブを設
け、所定の運転領域において該タイミングバルブの開閉
時期を上記吸気弁の開閉時期よりも遅くしてなるエンジ
ンにおいて、エンジンの始動時又は冷間時には、上記タ
イミングバルブの閉時期が、上記ピストンの下死点と上
記吸気弁の閉時期との間になるように制御するタイミン
グバルブ開閉時期制御手段を設けたことを特徴とするエ
ンジンの吸気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61097294A JPH0745815B2 (ja) | 1986-04-26 | 1986-04-26 | エンジンの吸気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61097294A JPH0745815B2 (ja) | 1986-04-26 | 1986-04-26 | エンジンの吸気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62253923A JPS62253923A (ja) | 1987-11-05 |
| JPH0745815B2 true JPH0745815B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=14188479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61097294A Expired - Lifetime JPH0745815B2 (ja) | 1986-04-26 | 1986-04-26 | エンジンの吸気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745815B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006283564A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Mazda Motor Corp | 多気筒エンジンの制御装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266138A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Mazda Motor Corp | 多気筒エンジンの制御装置 |
| JP2006283570A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Mazda Motor Corp | 多気筒エンジンの制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5840260Y2 (ja) * | 1975-11-21 | 1983-09-10 | 株式会社新潟鐵工所 | ４ サイクルナイネンキカンノ キユウキカンセイソウチ |
-
1986
- 1986-04-26 JP JP61097294A patent/JPH0745815B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006283564A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Mazda Motor Corp | 多気筒エンジンの制御装置 |
| JP4543999B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-09-15 | マツダ株式会社 | 多気筒エンジンの制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62253923A (ja) | 1987-11-05 |
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